לחץ
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק בלחץ בפיזיקה. אם התכוונתם ללחץ נפשי, ראו דחק.
 |
יש לשכתב ערך זה הסיבה לכך: לא ברורה החשיבות המיוחדת של לחץ בכל הקשור לזורמים; הערך לא קוהרנטי; אין התייחסות ללחץ כסקלר (שלא לדבר על טנסור במקרה של אי הומוגניות), ואיך וקטור (הכוח) נותן סקלר/טנסור (לחץ). אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה. |
לחץ (מסומן באות p, מהמילה האנגלית pressure) הוא גודל פיזיקלי המבטא את מידת הכוח המופעל על שטח מסוים. ככל שהכוח גדול יותר או שהשטח עליו פועל קטן יותר, הלחץ גדל (ובמקרים מסוימים הלחץ מספיק גדול בשביל לחדור את המשטח), לפי הנוסחא הפשוטה 
- לחץ = שטח/כוח.
לעתים ישנו בלבול בשפת היום יום בין המושגים "כוח" ו"לחץ". להבנת ההבדל נתן לחשוב על הדוגמה הבאה: לו ננסה לשכב על מסמר הניצב לגופנו נרגיש כאב חד, והמסמר אף עלול לפלח את שכבת העור, אך לעומת כך, לו נשכב על "מיטת מסמרים" בה אלפי מסמרים שכאלה, שטח המגע בין המסמרים לגופנו יגדל (השטח עליו פועל כוח המשקל) כאשר הכוח המופעל לא ישתנה (המשקל שלנו) - המונה נשאר קבוע והמכנה גדל - ערך השבר כולו קטן. ולכן השפעת "מיטת המסמרים" לא תפלח את גופנו, כלומר, הלחץ שיפעל על עורנו קטן.
לחץ הינו תופעה הנוצרת מאוסף גדול של חלקיקים. כל גז מורכב ממספר גדול של אטומים או פרודות. חלקיקים אלו זזים בכיוונים אקראיים כפועל יוצא מהעובדה שיש לגז טפרטורה סופית. מכיוון שהחלקיקים זזים לכיוונים אקראיים חלקם יתנגשו בקירות של מיכל הגז. ממוצע הכוח שהחלקיקים מפעילים על הקיר הינו הלחץ שפועל. מכאן ברור שככול שיש יותר חלקיקים (יותר גז במיכל) הלחץ עולה, וככול שהטמפרטורה של הגז גדלה (לכל חלקיק יש יותר תנע) הלחץ יעלה גם כן.
תוכן עניינים |
[עריכה] הגדרה
הנוסחה ללחץ בפיזיקה היא:
כאשר -
- p - הוא הלחץ הנמדד ביחידות של פסקל
- F - הוא הכוח הנמדד ביחידות של ניוטון
- A - הוא השטח הנמדד ביחידות של מטר רבוע
יש לשים לב כי הכוח F הוא הכוח הנמדד במאונך לפני השטח A.
[עריכה] יחידות
 |
ערך מורחב – יחידות מידה ללחץ |
ביחידות סטנדרטיות נמדד הלחץ בפסקל שמוגדר כלחץ שמפעיל כוח של ניוטון אחד על משטח בגודל של מטר רבוע אחד.
יחידות אחרות שעדיין מקובלות בעולם הן -
- PSI - Pound per Square Inch - כוח של ליברה אחת לשטח של אינץ' רבוע.
- inHg - אינץ' כספית - הלחץ שיצור עמוד כספית בגובה אינץ' אחד בתחתיתו.
- mmHg - מילימטר כספית - הלחץ שיצור עמוד כספית בגובה מילימטר אחד בתחתיתו.
- אטמוספירה - אטמוספירה אחת מוגדרת כלחץ שמפעיל עמוד כספית בגובה של 760 מ"מ, והיא שווה ל-101,325 פסקל לערך. היחידה מבוססת (בקירוב) על הלחץ הממוצע שמפעילה אטמוספירת כדור הארץ בגובה פני הים.
| פסקל | בר | N/mm2 | kg/m2 | kg/cm2 | אטמוספירה | מילימטר כספית | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 פסקל | 1 | 10-5 | 10-6 | 0.102 | 0.102×10-4 | 0.987×10-5 | 0.0075 |
| 1 בר | 100,000 | 1 | 0.1 | 10,200 | 1.02 | 0.987 | 750 |
| 1 N/mm2 | 106 | 10 | 1 | 1.02×105 | 10.2 | 9.87 | 7,500 |
| 1 kg/m2 | 9.81 | 9.81×10-5 | 9.81×10-6 | 1 | 10-4 | 0.968×10-4 | 0.0736 |
| 1 kg/cm2 | 98,100 | 0.981 | 0.0981 | 10,000 | 1 | 0.968 | 736 |
| 1 אטמוספירה | 101,325 | 1.013 | 0.1013 | 10,330 | 1.033 | 1 | 760 |
| מילימטר כספית (torr) | 133 | 0.00133 | 1.33×10-4 | 13.6 | 0.00132 | 0.00132 | 1 |
[עריכה] מדידת לחץ
לחץ נמדד באמצעות מכשיר הנקרא ברומטר,ישנם כמה סוגי ברומטר, ברומטר פשוט בנוי מצינור בצורת האות U כאשר בקצהו האחד מצוי לחץ ידוע, בתחתיתו זורם כלשהו, וקצהו השני משמש למדידת לחץ. ניתן לחשב את הלחץ על ידי מדידת הפרש הגבהים בין שני קצוות הזורם והנוסחה למציאת לחץ סטטי בקירוב של שדה כבידה אחיד -
כאשר -
- p - לחץ בפסקל.
- ρ - (רו) - צפיפות בקילוגרם למטר קוב.
- g - תאוצת הכובד בניוטון לקילוגרם.
- h - גובה עמוד הזורם במטר.
לחץ סטגנציה (עצירה) הוא הלחץ שיוצר זורם הנתון במהירות מסוימת ונעצר. בכלי טיס משתמשים בצינור פיטו על מנת למדוד את הלחץ מסביב למטוס, ואת לחץ הסטגנציה ובאמצעותם לחשב את מהירות הטיסה ביחס לאוויר.
[עריכה] לחץ בתרמודינמיקה
בתרמודינמיקה מקובל לדבר על הלחץ הממוצע שמפעילה המערכת על פאותיה. לרוב, המערכת תהיה גז הנתון במכל. לחץ זה נתון על ידי
כאשר
- P זה הלחץ הממוצע שמפעילה מערכת על פאותיה. בתהליך הפיך הוא שווה ללחץ החיצוני המופעל על המערכת.
- U זוהי האנרגיה הפנימית של המערכת.
- V הוא נפח המערכת
- S היא האנטרופיה שנשארת קבועה בגזירה חלקית זו.
אם התהליכים הפיכים, במערכת בעלת מספר חלקיקים קבוע, כמות העבודה האינפיניטסימלית שנעשתה עליה שווה ל
[עריכה] לחץ אטמוספירי
|
|
ערך מורחב – לחץ אטמוספרי |
לחץ אטמוספירי הוא הכוח שמפעיל משקל האוויר ליחידת שטח עליו פועל הכח. לחץ זה תלוי ברום הנקודה ובתנאים המטאורולוגיים. לחץ האוויר מופעל כאשר מולקולות האוויר מתנגשות בשטח עליו מופעל הלחץ. ככל שהמולקולות צפופות יותר הלחץ גדל, וכמובן ככל שמהירותן (שתלויה בטמפרטורה) גדלה.
בתנאים סטנדרטיים, שנקבעו לגובה פני הים, מוגדר לחץ האוויר כאטמוספירה אחת.
[עריכה] ראו גם
- יחידות מידה ללחץ
- תרמודינמיקה
- לחץ סטטי
- לחץ סטגנציה
- לחץ חלקי
- מנומטר
- איזובר
- לחץ בתחומי מחקר אחרים:
